Глава 14. § 96. Поле точечного заряда и заряженного шара. Принцип суперпозиции полей — с. 318
§ 96. Вопрос 1. Чему равна напряжённость поля заряженного проводящего шара?
Вне шара (на расстоянии r ≥ R от центра, R — радиус шара) поле такое же, как у точечного заряда q, помещённого в центр: E = kq/r², где k = 9·10⁹ Н·м²/Кл². На поверхности шара E = kq/R². Внутри проводящего шара (r < R) напряжённость равна нулю: E = 0. Силовые линии поля направлены вдоль продолжений радиусов, а график E(r) равен нулю до r = R, затем скачком достигает kq/R² и убывает как 1/r².
§ 96. Вопрос 2. Чему равна напряжённость поля точечного заряда?
По закону Кулона на пробный положительный заряд q действует сила F = k|q₀|q/r², поэтому модуль напряжённости поля точечного заряда q₀ на расстоянии r от него E = F/q = k|q₀|/r², где k = 9·10⁹ Н·м²/Кл². Напряжённость убывает обратно пропорционально квадрату расстояния; вектор E⃗ направлен вдоль прямой, соединяющей заряд и точку поля.
§ 96. Вопрос 3. Как направлена напряжённость поля заряда q₀, если q₀ > 0? если q₀ < 0?
Вектор E⃗ направлен вдоль прямой, соединяющей заряд и точку, и совпадает с силой, действующей на помещённый в эту точку положительный пробный заряд. Если q₀ > 0, то заряд отталкивает пробный положительный, и E⃗ направлен от заряда по радиусу. Если q₀ < 0, то заряд притягивает пробный положительный, и E⃗ направлен к заряду.
§ 96. Вопрос 4. Как формулируется принцип суперпозиции полей?
Если в данной точке пространства различные заряженные частицы создают электрические поля с напряжённостями E⃗₁, E⃗₂, E⃗₃ и т. д., то результирующая напряжённость поля в этой точке равна геометрической (векторной) сумме напряжённостей этих полей: E⃗ = E⃗₁ + E⃗₂ + E⃗₃ + … Напряжённость поля, создаваемого отдельным зарядом, определяется так, как будто других зарядов не существует. Для определения направления каждого вектора в точку мысленно помещают положительный заряд.